JP4277669B2 - サスペンションメンバ構造 - Google Patents

Description

本発明は、ラックハウジング部を備えるサスペンションメンバ構造に関する。

従来から、ステアリングギアボックスのラックハウジングをサスペンションメンバに一体的に組み込んだサスペンションメンバ構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来のサスペンションメンバ構造は、車幅方向に延在する円筒状のラックハウジング部の両端に、車両前後方向に延在する左右一対のサイドメンバ部が設定されている。
特開２００１−１９１９４５号公報

ところで、サスペンションメンバには、サスペンションからの入力やエンジンマウント部を介したエンジンからの入力が加わるため、上下方向や前後方向等の荷重に対して十分な曲げ剛性が必要とされる。このため、上述の従来のサスペンションメンバ構造では、ラックハウジング部の円筒壁に下側に、車両前後方向に所定幅を有する補強部が形成され、更に補強部の凹部内に格子状のリブが形成されている。

しかしながら、上述の従来のサスペンションメンバ構造は、限られたスペースを効率的に利用して高い剛性のサスペンションメンバ構造を実現するという観点からは、改善の余地を依然として残している。また、ステアリングラックを収容するラックハウジング部の円筒壁が外部に露出しているため、外部との干渉（例えば、路面干渉）によりラックハウジング部の変形が生じ易いという問題点もある。更に、上述の従来のサスペンションメンバ構造は、ラックハウジング部の円筒壁に補強部（凹部や格子状のリブ）を形成する構造であるため、ラックハウジング部と補強部を一体的に形成するためには鋳造で製造せざるを得ず、また鋳造の際に中子を使用しなければならず、製造コストの観点からも問題点がある。

そこで、本発明は、限られたスペースを効率的に利用して高い剛性を実現することができ、製造コストの観点からも有利なサスペンションメンバ構造の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、車幅方向に延在する中央部と、その両端の側部とを有し、中央部に、ステアリングラックを収容するラックハウジング部が形成されているサスペンションメンバ構造において、
ステアリングピニオンを収容するピニオンハウジング部が側部に設けられ、
中央部が、一の閉断面を他の一の閉断面が取り囲む２重の閉断面を含んでいることを特徴とする、サスペンションメンバ構造が提供される。

本局面によれば、サスペンションメンバ構造の効率的な高剛性化を実現できる。尚、中央部は、３重以上の閉断面を含んでよい（３重以上の閉断面には、２重の閉断面が必ず含まれる）。

また、本局面において、効果的には、前記ラックハウジング部は、２重の閉断面のうちの最も内側の閉断面により構成されてよい。また、最も外側の閉断面と該閉断面よりも内側の閉断面との間に両閉断面を結合するリブが形成されてよい。これにより、更なる高剛性化が可能となると共に、路面干渉等からラックハウジング部を効果的に保護することができる。また、中央部は、前記２重の閉断面を含む等断面で押し出すことによって成形されてよい。これにより、中央部を鋳造により製造する場合に比して生産性や製造コストが大幅に改善される。

また、本局面において、前記側部若しくは中央部に、電子制御ユニットを搭載するための空間が形成されてもよい。

本発明によれば、サスペンションメンバ構造の効率的な高剛性化を実現できる。

図１は、本発明の一実施例によるサスペンションメンバ構造の要部を示す斜視図（車両上方から見た斜視図）である。本実施例のサスペンションメンバ構造は、車幅方向に延在するサスペンションメンバ７の中央部を構成する中央部１０と、サスペンションメンバ７の両端部を構成する側部２０とからなる。尚、図１（及び図２）では、中央部１０の断面を示すために途中から切除された中央部１０が示されており、また、一方の側部２０のみが示されている。側部２０は、アルミ等の金属材料を用いて鋳造（ダイカスト工法を含む）により製造されてよい。サスペンションメンバ７は、側部２０の車体取り付け部２２，２３を介して車体に取り付けられる。

側部２０には、サスペンションアーム取り付け部２４，２５が形成され、サスペンションアーム取り付け部２４，２５には、サスペンションアーム３０（ロアアーム）の一端がブッシュ若しくはボールジョイントを介して接続される。尚、本発明は、特にサスペンションアーム３０の構造や取り付け構造を特定するものでなく、如何なる構造等のサスペンションアームに対しても適用可能である。例えば、図１に示す例では、サスペンションアーム３０は、ＮＯ．１アームとＮＯ．２アームのＩ型アーム２本の場合を示すが、Ｌ型アームであってもよい。

側部２０には、ステアリングピニオン（図示せず）を収容するピニオンハウジング部２６（図２も参照）が形成されている。ピニオンハウジング部２６は、ステアリングピニオンが挿通する円筒部２６ａと、ステアリングラックが挿通する円筒部２６ｂ（図２も参照）とを有する。円筒部２６ａ、２６ｂは、ステアリングピニオンがステアリングラックに噛合するように互いに連通している。尚、ステアリングラックの両端には、それぞれタイロッド３２の一端が接続され、各タイロッド３２の他端にはナックルアーム等（図示せず）を介して操舵輪３４が接続されている。

尚、側部２０は、必ずしも左右対称の構造である必要はなく、ピニオンハウジング部２６が、右ハンドル車に対しては右側のみに、左ハンドル車に対しては左側のみに設定されてもよい。ピニオンハウジング部２６を左右に設定する場合には、使用されない側のピニオンハウジング部２６は、キャップ等によりシールされてよい。

図２は、本実施例のサスペンションメンバ構造の分解斜視図である。本実施例の中央部１０は、図２に示すように、円筒状のラックチューブ部（ラックハウジング）１２と、ラックチューブ部１２まわりを取り囲む外皮部１４とによる２重の閉断面形状を有する。尚、外皮部１４は、中央部１０の外周面（外皮）を構成する。中央部１０は、車幅方向両端で側部２０に結合される。中央部１０と側部２０との結合は、ボルト等の締結手段によって実現されてもよく、若しくは、溶接によって実現されてもよい。後者の場合、好ましくは、溶接端が形成されないように、中央部１０と側部２０との接続部の全外周に亘って溶接（即ち、全周溶接）が実行される。尚、この目的のため、中央部１０と側部２０とは、接続部において同一形状の外周面を有してよい。

ラックチューブ部１２は、側部２０の円筒部２６ｂと連続的に接続され、ステアリングラックが挿通される。ラックチューブ部１２の外周面と外皮部１４の内面（及び後述する仕切り部１８）との間には、リブ１６が形成されている。リブ１６は、図２に示すように、ラックチューブ部１２の外周面から放射状に複数本形成されてよい。尚、本実施例では、サスペンションメンバ７にラックチューブ部１２及びピニオンハウジング部２６を設定することで、サスペンションメンバ７へのステアリングギアの一体化が実現されている。

ところで、サスペンションメンバ７には、サスペンションアーム３０からの荷重や、中央部１０に設定されるエンジンマウント部（図示せず）を介したエンジンからの荷重のような、比較的大きな荷重が入力されるため、上下方向や前後方向等の荷重に対して十分な曲げ剛性が必要とされる。また、サスペンションメンバ７は、車体の下部に搭載されるので、路面との干渉に対して十分な対策がなされるべきである。

これに対して、本実施例によれば、サスペンションメンバ７の中央部１０を２重の閉断面構造にすることによって、サスペンションメンバ７の剛性を大幅に高めることができる。従って、本実施例によれば、２重の閉断面構造を採用することによって、限られたスペースを効率的に利用して高い剛性のサスペンションメンバ構造を実現することが可能となる。また、２重の閉断面構造によってラックチューブ部１２が外皮部１４により覆われることになるので、ラックチューブ部１２が外部に直接的に露出することがなく、路面干渉等が生じた場合にもラックチューブ部１２（その内部のステアリングラック）を効果的に保護することが可能となる。また、２重の閉断面間に閉断面を形成するリブ１６によって、サスペンションメンバ７の剛性を更に高めることができ、また、外皮部１４の強度（ラックチューブ部１２の保護機能）を更に高めることができる。

本実施例の中央部１０は、好ましくは、その車幅方向全長に亘って、上述の２重の閉断面を有する。即ち、中央部１０は、好ましくは、その車幅方向全長に亘って等断面を有する。この場合、中央部１０は、アルミ等の金属材料を用いて押し出し成形により製造することができる（図２中、押し出し方向Ｘ参照）。これにより、鋳造に比して安価な製造コストで中央部１０を形成することができる。尚、この観点から、中央部１０は、サスペンションメンバ７の車幅方向全長の可能な限り長い範囲を占めるように設計されてよい。

尚、図２に示す実施例では、外皮部１４内には、外皮部１４内の空間を仕切る仕切り部１８が形成されている。仕切り部１８は、ラックチューブ部１２と同様に車幅方向に延在する。仕切り部１８により仕切られた外皮部１４内の他方の空間には、ラックチューブ部１２と同様の構成を有する円筒部１２ｂが形成されている。円筒部１２ｂは、ラックチューブ部１２と並列に（略平行に）形成されている。但し、図２に示す円筒部１２ｂ内には、ラックチューブ部１２とは異なり、ステアリングラックのような部材が挿通されない。尚、仕切り部１８及び円筒部１２ｂは、サスペンションメンバ７の必要な剛性が確保される限り必ずしも形成される必要はないが、図２に示す構成は、２重の閉断面を２個有するので、中央部１０の剛性を更に高める上で有利な構成となる。尚、この構成であっても、外皮部１４、ラックチューブ部１２、円筒部１２ｂ及びリブ１６を含む中央部１０は、上述の如く、押し出し成形によって製造が可能である。

また、本実施例において、外皮部１４内には、２個以上の仕切り部１８、２個以上の円筒部１２ｂ及び複数のリブ１６の種々の組み合せにより、複数個の２重の閉断面（更には２重の閉断面間に複数個の閉断面）が形成されてもよい。尚、かかる複雑な断面構成であっても、等断面の押し出し形成により容易に製造することができる。また、本実施例において、外皮部１４とラックチューブ部１２との間に、ラックチューブ部１２を取り囲む新たな閉断面を形成することで、３重以上の閉断面が形成されてもよい。

次に、図１等を参照して、パワーステアリング用のＥＣＵ５０（電子制御ユニット）のＥＣＵ搭載構造について説明する。ＥＣＵ５０は、パワーステアリング機構（アシストモータがラック軸若しくはピニオン軸をアシストするタイプ）を有する車両に搭載され、パワーステアリング機構の制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、ステアリングシャフト（図示せず）に設けられたトルクセンサや舵角センサの出力値に応じてアシストモータを駆動制御し、これにより、ユーザによるステアリング操舵がアシストされる。ＥＣＵ５０は、ケースを有し、ケース内には、電子回路（ＣＰＵやＲＯＭ等）が収容されている。

ＥＣＵ５０は、図１に示すように、サスペンションメンバ７の側部２０に搭載され、この場合、ＥＣＵ５０は、ピニオンハウジング部２６の近傍の領域（デットスペース）に搭載される。或いは、ＥＣＵ５０は、図３に示すように、サスペンションメンバ７の中央部１０に搭載されてよく、この場合、外皮部１４内のラックチューブ部１２とは反対側の空間に搭載される。尚、後者の場合、中央部１０には、図３に示すように、上述のような円筒部１２ｂやそれに接続するリブ１６が形成されなくてもよく、或いは、円筒部１２ｂの断面をＥＣＵ５０のケースが収容されるように設計してもよい。

以上のように、本実施例のＥＣＵ搭載構造によれば、エンジンルーム内にＥＣＵ５０を搭載するスペースを確保する必要がなくなる。また、放熱性の良いアルミ製の側部２０又は中央部１０に搭載することで、ＥＣＵ５０が発する熱の効率的な放出が可能となる。また、ＥＣＵ５０とアシストモータとの間の距離が短くなり、ハーネス抵抗が低減され、省電化が図られる。また、ハーネス配索がサスペンションメンバ７内で完結するため（即ち、サスペンションメンバ７を車体に組み付ける前にサブラインでハーネスの組み付けを含むサスペンションメンバ７のアセンブル化が完了可能であるため）、ハーネスやサスペンションメンバ７の組み付け性が良好であり、また、エンジンルーム内にＥＣＵ５０を搭載する構成で必要となるコネクタが不要となる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例では、ラックチューブ部１２と外皮部１４とを結合するリブ１６を形成しているが、本発明は、リブ１６の無い構成を除外するものでない。リブ１６が無い場合、ラックチューブ部１２と外皮部１４とを独立にサスペンションメンバ７の側部２０に結合すればよい。

また、上述の実施例では、中央部１０が一部材として構成されているが、２部材以上で構成されてもよい。例えば、異なる２重閉断面で押し出した複数の部材により分割構成されてもよい。この場合、各部材間は、全周溶接若しくはボルト等によって結合されてよい。

また、本発明は、前輪側のフロントサスペンションメンバ構造のみならず操舵機能を有する後輪側のリアサスペンションメンバ構造にも適用可能である。

本発明の一実施例によるサスペンションメンバ構造の要部を示す斜視図である。 本実施例のサスペンションメンバ構造の分解斜視図である。 ＥＣＵ搭載構造の代替実施例を示す図２と同様の分解斜視図である。

符号の説明

７ サスペンションメンバ
１０ 中央部
１２ ラックチューブ部
１４ 外皮部
１６ リブ
１８ 仕切り部
２０ 側部
２２，２３ 車体取り付け部
２４，２５ サスペンションアーム取り付け部
２６ ピニオンハウジング部

Claims (5)

1. 車幅方向に延在する中央部と、その両端の側部とを有し、中央部に、ステアリングラックを収容するラックハウジング部が形成されているサスペンションメンバ構造において、
   ステアリングピニオンを収容するピニオンハウジング部が側部に設けられ、
   中央部が、一の閉断面を他の一の閉断面が取り囲む２重の閉断面を含んでいることを特徴とする、サスペンションメンバ構造。
2. 最も内側の閉断面は、前記ラックハウジング部を構成する、請求項１記載のサスペンションメンバ構造。
3. 最も外側の閉断面と該閉断面よりも内側の閉断面との間に両閉断面を結合するリブが形成されている、請求項１記載のサスペンションメンバ構造。
4. 中央部は、前記２重の閉断面を含む等断面で押し出すことによって成形されている、請求項１記載のサスペンションメンバ構造。
5. 前記側部若しくは中央部に、電子制御ユニットを搭載するための空間が形成されている、請求項１記載のサスペンションメンバ構造。

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